一种电力传动抓斗挖泥船的制作方法
【专利摘要】本发明涉及水工施工行业，特别涉及一种电力传动抓斗挖泥船，包括船体和抓斗挖泥机两部分。挖泥机斗容18m3，由臂架、人字架、转台、回转支承和基座五部分组成，有起升、开闭、变幅、回转四大机构，驱动装置由变频电机、减速机、液压制动器组成。全部采用电力驱动，由船上辅机舱内的发电机组供电，起升、开闭机构是通过控制机构电机、制动器液压缸的动作来实现，而液压缸的动作是由电磁阀控制，采用交流变频调速控制系统，实现无极调速，起动平稳，过载能力强。并为挖泥机自主研发了测力装置。本发明控制精度高，操作灵活，维修简单，安全可靠，可以被国内施工企业所接受，填补了国内10m3以上大型全电动变频调速抓斗挖泥船的空白。
【专利说明】一种电力传动抓斗挖泥船
【技术领域】
[0001]本发明涉及水工施工行业，特别涉及一种电力传动抓斗挖泥船。
【背景技术】
[0002]目前活跃在水工施工行业里的抓斗挖泥船主要有以下几种样式:
[0003]1、二手抓斗挖泥船。现在这批设备已经老化、故障率多。
[0004]2、机械传动的抓斗挖泥船。这部分设备普遍采用船用柴油机通过动力轴直接带动各个工作机构。这种模式抗过载及耐冲击性较差，故一般适合于中、小功率传动。
[0005]3、新造大型抓斗挖泥船IOm3以上，普遍采用液压传动形式。这种形式，机构布置复杂，且关键技术被国外垄断。
[0006]随着交流变频技术，特别是大功率的交流变频技术的发展，PLC变频控制技术的广泛应用，使电力传动的控制精度和灵敏度已远远超过液压传动。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种电力传动抓斗挖泥船，斗容18m3，可以替代液压传动抓斗挖泥船，且操作灵活，维修简单，安全可靠，可以被国内施工企业所接受，填补了国内IOm3以上大型全电动变频调速抓斗挖泥船的空白。
[0008]本发明所述的电力传动抓斗挖泥船，由船体及抓斗挖泥机两部分组成，挖泥机安装在船体的甲板上。
[0009]本发明所述的船体，两侧布置柴油舱、压载水舱、冷却水舱，两端布置艏尖舱、艉尖舱，中间布置辅机舱及空舱，辅机舱内布置柴油发电机组，负责给甲板上的挖泥机供电。
[0010]本发明所述的挖泥机采用了先进的钢结构和回转形式:
[0011]本发明所述的挖泥机由臂架、人字架、转台、回转支承和基座五部分组成。
[0012]本发明所述的挖泥机的回转支撑采用三排滚柱式回转支承替代传统的滚轮滚盘式支承。现有的大型IOm3以上抓斗挖泥船，无论国产的还是进口的，吊机与船体之间的回转机构，普遍都采用滚轮滚盘的回转形式，这种回传形式虽然造价会低些，但是重量大、回转精度差、易磨损、故障率多、安装极为复杂。本发明采用的是三排滚柱式回转支撑形式，是国内首次将三排滚柱式回转支承应用在IOm3以上抓斗挖泥船上，回转支承的特点是重量轻、安装简单、运行精度高、反应灵敏、无故障承载能力大，冲击小，操作控制性能好，诸多优点。
[0013]本发明所述的挖泥机的转台上面布置机器房、电气室、司机室，机器房内布置了四大机构的驱动装置:起升、开闭、变幅、回转驱动装置，驱动装置由变频电机、减速机、液压制动器组成。电气室安装在机器房内，里面布置电源柜、变频柜、PLC柜及附属电气设备。
[0014]本发明所述的四大机构:起升、开闭、变幅、回转机构，全部采用电力驱动。起升、开闭机构是通过控制起升、开闭卷筒机构电机、制动器液压缸的动作来实现的，而液压缸的动作是由电磁阀控制的。各机构的动作和管理由驱动与控制系统完成，采用交流变频调速控制系统。由交流变频器控制变频电机驱动，带编码器接口，采用闭环控制模式，实现无极调速，起动平稳，过载能力强。
[0015]本发明为挖泥机自主研发了测力装置，该装置只使用一个旁压滑轮，安装在人字架上，大大减小了臂架头部载荷。本装置机械结构简单，解决轴向移动问题；测力结果准确，过载能力强，制造简便易行，成本低。
[0016]本发明的有益效果是:
[0017]1、性价比高。在保证技术先进性的同时，造价大大降低。
[0018]2、整机重量轻。由于采用了先进的钢结构和回转形式，大大降低了材料耗能。
[0019]3、控制精度高。交流变频调速技术的应用，使操作精度超越了液压形式，还具有过载系数大，操作更灵活，维修简单的特点。
[0020]4、生产成本低。由于电力传动更加精确，不会造成动力浪费。比同类的产品节省耗油，降低了生产成本。
[0021]5、建造工期短。电动机驱动方式结构简单、机构便于布置，整条船的建造工期缩短。
[0022]6、有利于标准化、系列化。该船研制成功后，可依据市场需求，很快的开发出上下规格的系列产品。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0024]图1是本发明挖泥船的主视图；
[0025]图2是本发明挖泥船的舱内结构示意图；
[0026]图3是本发明挖泥机的测力装置结构示意图；
[0027]图中:1.柴油舱，2.压载水舱，3.冷却水舱，4.艏尖舱，5.艉尖舱，6.辅机舱，7.空舱，8.柴油发电机组，9.臂架，10.人字架，11.转台，12.回转支承，13.基座，14.机器房，15.司机室，16.起升驱动装置，17.开闭驱动装置，18.变幅驱动装置，19.回转驱动装置，20.旁压滑轮，21.导向滑轮，22.旁压滑轮支架，23.压力传感器。
【具体实施方式】
[0028]下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明:
[0029]如图1、2所示，本实施例的18m3电力传动抓斗挖泥船，由船体和抓斗挖泥机两部分组成，挖泥机安装在船体的甲板上。
[0030]本发明所述的船体，两侧布置柴油舱(I)、压载水舱(2)、冷却水舱(3)，两端布置艏尖舱(4)、艉尖舱(5)，中间布置辅机舱(6)及空舱(7)，辅机舱(6)内布置柴油发电机组
(8)，负责给甲板上的抓斗挖泥机供电。
[0031]本发明所述的挖泥机由臂架(9)、人字架(10)、转台(11)、回转支承(12)和基座
(13)五部分组成，回转支承(12)将挖泥机的回转部分支持在固定基座(13)上，回转支撑
(12)采用三排滚柱式，增加抗弯强度。
[0032]本发明所述的挖泥机的转台上面布置机器房(14)、电气室、司机室(15)，机器房
(14)内布置了四大机构的驱动装置:起升(16)、开闭(17)、变幅(18)、回转(19)驱动装置，驱动装置由变频电机、减速机、液压制动器组成。由电机驱动减速机实现起升、开闭动作。制动器起停止和保护的作用，提高系统安全性能。电气室安装在机器房内，里面布置电源柜、变频柜、PLC柜及附属电气设备。
[0033]本发明所述的四大机构:起升、开闭、变幅、回转机构，全部采用电力驱动。起升、开闭机构是通过控制起升、开闭卷筒机构电机、制动器液压缸的动作来实现的，而液压缸的动作是由电磁阀控制的。各机构的动作和管理由驱动与控制系统完成，采用交流变频调速控制系统。由交流变频器控制变频电机驱动，带编码器接口，采用闭环控制模式，通过司机室(15)的操作手柄将信号输入给PLC来控制变频器的频率及电动机的转速，同时变频器和PLC间实时交换电机的速度模拟量信号，并不断进行速度补偿，实现无极调速，起动平稳，过载能力强。
[0034]本发明为ISm3挖泥机自主研发了测力装置(图3)。该装置安装在人字架上，在导向滑轮(21)和卷筒之间安装旁压滑轮(20)，使钢丝绳形成一个175?179度的夹角，从而产生一定的张力，并通过旁压滑轮支架(22)，将力传递到压力传感器(23)上。旁压滑轮
(20)安装在一个长轴上，可随钢丝绳和导向滑轮(21) —起沿轴向移动，从而保证夹角的稳定性，提高测量精度，大幅度降低滑轮的磨损。旁压滑轮支架(22)上设有调节装置，可调节钢丝绳夹角。传递到压力传感器(23)上的力只为钢丝绳(11)拉力的1/10，降低压力传感器(23)的成本。通过PLC精确计算，可以真实准确的反应出钢丝绳的拉力。
[0035]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种电力传动抓斗挖泥船，由船体和抓斗挖泥机两部分组成，挖泥机安装在船体的甲板上，由臂架、人字架、转台、回转支承和基座五部分组成，回转支承将挖泥机的回转部分支持在固定基座上，机构由起升、开闭、变幅、回转机构组成，其特征是:挖泥机斗容18m3，机构全部采用电力驱动，由船上的发电机组供电，起升、开闭机构是通过控制起升、开闭卷筒机构电机、制动器液压缸的动作来实现，而液压缸的动作是由电磁阀控制，采用交流变频调速控制系统，由交流变频器控制变频电机驱动，带编码器接口，采用闭环控制模式，通过司机室的操作手柄将信号输入给PLC来控制变频器的频率及电动机的转速，同时变频器和PLC间实时交换电机的速度模拟量信号，并不断进行速度补偿，实现无极调速，并为挖泥机自主研发了测力装置。
2.根据权利要求1所述的电力传动抓斗挖泥船，其特征是:船体两侧布置柴油舱(I)、压载水舱(2)、冷却水舱(3)，两端布置艏尖舱(4)、艉尖舱(5)，中间布置辅机舱(6)及空舱(7)，辅机舱内布置柴油发电机组(8)，负责给甲板上的抓斗挖泥机供电。
3.根据权利要求1所述的电力传动抓斗挖泥船的挖泥机，其特征是:回转支撑(12)采用三排滚柱式。
4.根据权利要求1所述的电力传动抓斗挖泥船的挖泥机，其特征是:转台(11)上面布置机器房(14)、电气室、司机室(15)，机器房(14)内布置了四大机构的驱动装置:起升(16)、开闭(17)、变幅(18)、回转(19)驱动装置，驱动装置由变频电机、减速机、液压制动器组成。
5.根据权利要求4所述的挖泥机的电气室，其特征是:电气室安装在机器房(14)内，里面布置电源柜、变频柜、PLC柜及附属电气设备。
6.根据权利要求1所述的电力传动抓斗挖泥船的挖泥机，其特征是:为挖泥机自主研发了测力装置(图3)，在导向滑轮(21)和卷筒之间安装旁压滑轮(20)，使钢丝绳形成一个175?179度的夹角，从而产生一定的张力，并通过旁压滑轮支架(22)，将力传递到压力传感器(23)上。
7.根据权利要求6所述的挖泥机的测力装置，其特征是:旁压滑轮(20)安装在一个长轴上，可随钢丝绳和导向滑轮(21) —起沿轴向移动，旁压滑轮支架(22)上设有调节装置，可调节钢丝绳夹角，传递到压力传感器(23)上的力只为钢丝绳拉力的1/10。
【文档编号】E02F3/58GK103711161SQ201410010330
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】谭微, 张兴刚, 张瑜, 黄景楠 申请人:大连慧昌海洋工程技术有限公司